5.4-rasm.
Kiritmali elektr o‘tkazuvchanlik
Kremniy atomiga D.I. Mendeleyev davriy elementlar tizimidagi
III guruh elementlari
(masalan, bor V) kiritilsa uning valent elektronlari qo‘shni kremniy atomlari valent elektronlari
bilan uchta to‘liq bog‘liqlik hosil qiladilar. To‘rtinchi bog‘lanish esa to‘lmay qoladi. Uncha katta
bo‘lmagan issiqlik energiyasi ta’sirida ham qo‘shni kremniy atomining valent elektronlari bu
bog‘lanishni to‘ldiradi. Natijada borning tashqi qobig‘ida ortiqcha elektron hosil bo‘ladi., ya’ni u
manfiy zaryadga ega bo‘lgan qo‘zg‘almas ionga aylanadi. Kremniy atomining to‘lmagan
bog‘lanishi – bu kovakdir (5.4, v - rasm). Energetik diagrammada bu jarayon elektronning valent
zonadan akseptor sathi Wa ga o‘tishiga va valent zonada kovak hosil bo‘lishiga mos keladi (5.4, g
- rasm). Bu vaqtda erkin elektron hosil bo‘lmaydi. Bunday kiritma – akseptorli deb ataladi,
akseptor atomlari kiritilgan yarim o‘tkazgich esa –
kovak
yoki
р – turdagi elektr o‘tkazuvchanlik
deb ataladi. R-turdagi yarim o‘tkazgich uchun kovaklar – asosiy zaryad tashuvchilar, - elektronlar
esa - asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar hisoblanadi.
Fermi sathi.
Berilgan temperaturada harakatchan va qo‘zg‘almas
zaryad tashuvchilar
konsentratsiyasi Fermi sathi W
F
holati bilan aniqlanadi. Bu sath bir elektronga mos keluvchi
jismning o‘rtacha issiqlik energiyasiga mos keladi. Absolyut
nol temperaturadan farqli
temperaturada bu sathning to‘lish ehtimoli 0,5 ga teng.
Elektronlar va kovaklarning o‘rtacha issiqlik energiyasi yarim o‘tkazgich temperaturasi
bilan aniqlanadi va kT ga teng, bu yerda k – Bolsman doimiysi, T – absolyut temperatura. Qattiq
jismda zarrachalar harakatini ifodalaydigan Bolsman qonuniga asosan, n – yarim o‘tkazgichdagi
energiyasi Wi kichik bo‘lmagan elektronlar quyidagiga teng:
,
exp
kT
Wi
n
n
n
bu
yerda n
n
– erkin elektronlarning to‘liq konsentratsiyasi. Xuddi shunday ifodalar kovaklarni
energiya bo‘ylab taqsimotini ifodalaydi. (5.3) dan ko‘rinib turibdiki,
zarracha energiyasining
ortishi bilan, zarrachalar soni keskin kamayadi.
Ikkala ishoradagi erkin zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi teng bo‘lgan xususiy yarim
o‘tkazgichlar uchun Fermi sathi ta’qiqlangan zonaning o‘rtasidan o‘tadi. Elektron yarim
o‘tkazgichda elektronlarning (butun yarim o‘tkazgichning) o‘rtacha energiyasi yuqori bo‘ladi,
demak Fermi sathi o‘rtadan o‘tkazuvchanlik zonasi tubi tomonga
siljiydi va donor kiritma
konsentratsiyasi qancha yuqori bo‘lsa shuncha o‘tkazuvchanlik zonasi tubi tomonga yaqinlashadi.
R- turdari yarim o‘tkazgichda Fermi sathi ta’qiqlangan zona o‘rtasidan valent zona shipi tomonga
siljiydi va akseptor kiritma konsentratsiyasi qancha yuqori bo‘lsa shuncha valent zonasi shipi
tomonga yaqinlashadi.
Ba’zi yarim o‘tkazgichli asboblar (tunnel diodlari, tunnel teshilishli stabilitronlar) da
Dostları ilə paylaş: